QUASARS

Les galaxies de Seyfert

En 1943, l'astronome américain Carl K. Seyfert isolait une classe de galaxies qui désormais portent son nom. Ces galaxies sont caractérisées par un noyau compact et brillant dont le spectre présente des raies en émission intenses et larges, ce qui indique que le gaz responsable de cette émission est animé de mouvements rapides pouvant atteindre plusieurs milliers de kilomètres par seconde. Ces galaxies semblaient être rares : la liste de Seyfert n'en contenait que douze. L'article par lequel Seyfert annonçait sa découverte passa inaperçu pendant près de vingt ans. Puis, après la découverte des quasars, on s'avisa que le spectre des noyaux des galaxies de Seyfert et celui des quasars présentaient des similitudes frappantes. Une étude approfondie montra cependant que les douze galaxies de Seyfert ne pouvaient pas être considérées comme représentant un phénomène physique unique. En 1973, on distingua deux classes principales ; on les appela Seyfert 1 et Seyfert 2. Les noyaux des galaxies de Seyfert 1 ont toutes les propriétés des quasars : raies d'émission larges, composante optique compacte et variable, émissivité X, mais ils sont beaucoup moins brillants. Entre-temps, on s'était aperçu que les moins lumineux des quasars présentaient sur les meilleurs clichés une faible nébulosité entourant le noyau « quasi stellaire ». L'idée émergea alors que les quasars ne sont rien d'autre que des noyaux de Seyfert de type 1 si brillants que la galaxie sous-jacente est complètement oblitérée et ne peut être détectée. À l'inverse, on peut dire que les noyaux des galaxies de Seyfert 1 sont des quasars de luminosité si faible que les galaxies qui les entourent apparaissent presque normales, mis à part un noyau un peu trop brillant. Près de 2 p. 100 des galaxies proches ont un noyau de type Seyfert 1 ; le phénomène quasar est donc extrêmement fréquent. Cependant, les quasars sont d'autant moins nombreux que leur luminosité est plus grande. Mais un noyau de type Seyfert 1 ne peut être détecté que s'il est suffisamment brillant comparé à la condensation centrale des galaxies qui, elle, est constituée d'étoiles. On peut donc imaginer qu'une fraction plus importante encore de toutes les galaxies contienne un miniquasar, que les techniques actuelles ne permettent pas de détecter. Cette hypothèse a été confirmée par deux découvertes. La première a montré que l'une des galaxies les plus proches, M 81, contenait un miniquasar dont la luminosité est près de dix fois inférieure à celle du noyau de Seyfert 1 le plus faible connu jusqu'alors ; ce miniquasar est, comme les autres, une source de rayonnement X. La seconde découverte a été la détection d'une source de rayonnement X compacte dans le noyau d'un certain nombre de galaxies jusqu'alors considérées comme normales ; une étude optique plus complète de ces galaxies a permis de montrer que, dans presque tous les cas, elles présentaient effectivement les caractéristiques des miniquasars.

L'une des caractéristiques du spectre optique des quasars et galaxies de Seyfert 1 est d'avoir des raies d'émission dues aux atomes d' hydrogène très larges, indiquant, nous l'avons vu, des mouvements de plusieurs milliers de kilomètres par seconde ; mais à ces raies larges de l'hydrogène se superposent des raies en émission plus étroites dues aux atomes hydrogène, oxygène, azote, soufre, etc.. Les intensités relatives de ces raies montrent que les conditions physiques qui règnent dans le gaz où elles sont formées sont très particulières et très différentes de celles que l'on observe dans les régions d'hydrogène ionisé par des étoiles chaudes. Le spectre des noyaux de galaxies de Seyfert 2 est identique à celui des raies étroites des quasars, mais on n'observe pas dans ces galaxies de noyau optique compact[...]